船舶設計標準的案例
船舶設計：船舶推進軸系方案設計的關鍵技術
由圖 1 可知，為了得到滿足軸系設計要求的設計方案，需完成靜力校核、振動計算和校中計算等步驟，并需采用串行、試湊等方法來調整軸系設計變量參數。其中，軸徑尺寸作為船舶推進軸系設計的重要參數，文獻［2］介紹了適用于不同船舶、主機類型和材料屬性的軸徑估算經驗公式，在初步估算軸徑之后，即可開展力學校核計算并最終明確具體數值，該方法是現階段工程實踐中較為成熟的常規操作。
近年來，針對該設計參數對軸系設計中不同學科之間的耦合影響，鮮有學者深入開展了研究工作。其中，王瑞等［5-6］以軸系的軸徑和孔徑為研究對象，在滿足總體設計要求的前提下，分析了孔徑比取值范圍的優化問題和船舶裝載工況對不同孔徑比下軸系振動的影響，為船舶推進軸系的優化設計提供了新的思路。
圖 1 船舶推進軸系設計流程
本文擬基于現階段船舶推進軸系的方案設計流程，針對船舶推進軸系的校中及優化、軸系振動及減振技術和軸系設計質量評價等內容，對船舶推進軸系方案設計的國內外研究成果進行綜述，以梳理和總結相關研究動態，從而為船舶推進軸系的優化設計提供參考。
1 軸系校中
船舶推進軸系校中即根據軸系校中計算書的要求，將軸系敷設于船舶殼體，使其達到某種預定狀態（例如，直線或曲線），且各軸段應力、軸承載荷等參數均應在允許范圍之內。
展開 船舶設計：船舶等效和替代設計那些事兒
綜上，按照小編的理解，等效是針對船舶裝設的設備、材料或器具等，屬于船舶從屬構成；替代設計和布置則針對于船舶本身結構建造，屬于船舶主體的創新設計變化。等效和替代設計可能導致船舶配備的裝置、材料或設備，甚至整個船型都與公約的條款規定相背離，但需要強調的是，等效和替代設計制度決不意味著可以不遵守或者降低公約規定的船舶安全技術標準。為此，各國主管機關都制定了嚴格的等效和替代設計審批制度，并基于安全風險評估的方法，將等效和替代設計與公約規定的安全標準進行對比分析，客觀評估是否滿足公約要求。想深入了解的朋友可查閱 MSC/Circ.1002、 MSC.1/Circ.1212、Resolution MEPC.110(49)及MSC.1-Circ.1455等IMO文件。我國《中國籍船舶等效、免除管理暫行規定》規定船舶設計單位或船東申請等效至少應提交以下材料：
1. 申請書；
2. 船舶概況：船名、主要尺度、船舶結構、主要設備、航區等；
3. 申請采取等效措施的裝置、材料、設施或設備、器具，或者型式；
4. 申請等效所依據的公約、法規、規定的名稱及其具體條款內容；
5. 對等效措施的技術分析；
6. 業已通過試驗或其他方法驗證等效措施至少與公約或法規、規定所要求的具有同等效能的證明。
展開 船舶設計軟件：船舶行業設計及分析軟件推薦
主要功能及優勢
1、最優特性設計
2、性能分析
3、空化及其他標準檢查
4、基于船舶梁理論的葉片強度
5、KT-KQ 曲面創建及導出
6、導入或導出用于CAD/CAM/CFD/FEA
7、專業報告和繪圖
推薦
螺旋槳設計和制造者、造船工程師、流體動力學研究者、船舶推進裝置專家、船級社等
文章來源：天洑CAE技術源
船舶海工資料包放送（CFD、湍流、尺寸設計、國防、船舶設計…）
本資料包可以作為船舶海工行業相關人員學習參考。
其中包含電子書、白皮書、視頻、研討會等：
船舶設計的全尺寸CFD模擬
采用ALS技術減少散貨船摩擦阻力的CFD研究
湍流建模及其對于船舶行業的影響
如何使用仿真驅動型方法設計船舶
應對未來挑戰的船舶設計：船舶設計的范式轉變
國防海軍造船數字化，開創高效開發和生產多樣化的新時代
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Star-CCM+在船舶行業的解決方案：電氣化船舶的設計過程
總結起來，Star-CCM+ 在船舶行業中的應用涵蓋了船體流場分析、性能優化、阻力減少、推進系統優化、湍流和渦流分析以及多物理場耦合等方面。這些應用可以幫助船舶設計師提高船舶性能、降低成本和環境影響，同時提供更好的船舶操縱性、安全性和舒適性。
Star-CCM+在船舶行業的解決方案
設計電動船舶：運用仿真軟件
利用集成式計算機輔助工程（CAE）的強大功能來設計和測試電動船舶
觀看視頻您將了解
如何利用Simcenter 的 CAE 工具套件，助力造船工程師了解電氣化過程，并幫助他們更快地發現更好的設計？
了解造船廠如何利用 Simcenter 解決方案設計高效電動船舶的多種方式？
如何制造船舶電池組和電動螺旋槳電機的詳細教程？
了解如何優化電動船舶設計以實現適當的安全裕度，使用全尺寸仿真測試其在各種海況下的性能，并獲得對整個電動傳動系統全新的洞察力？
使用CFD模型進行虛擬海試，弄清這艘船將如何在波浪中運行？
案例介紹
了解用Simcenter解決方案設計一艘電氣化船舶的過程，通過詳細介紹一個實際的例子來展示這個過程，也就是對這艘平底船進行電氣化。
我們有一艘32英尺的平底船。它的設計速度為30節，最低要求是最高速度為40節，使用標準的柴油傳動裝置，大約重75至7700磅。但我們希望將這艘船電氣化，使其100%依靠電池供電。
展開 船舶設計讀書筆記：前期方案中的船舶復雜性
Damen Schelde 海軍造船的方法，是從概念設計的開始，模塊化、標準化和簡化的組件就可以很容易地使用。模塊化和標準化并不是海軍艦艇設計的新概念，
通過標準化消除不必要的工作內容是可能的，Damen實際上提供了數據來驗證生產、操作和維護成本的降低。
Damen設計哲學的一個支柱是“超大尺寸”的船體。Damen 已經證明，所有這些努力都能減少工時、材料成本和施工時間，從而降低經常性的施工成本。更大的船體也增加了更好地適應服務壽命的重量和穩定性的機會，為未來的升級。研究強調，更大的船體使設備和系統的安裝更加容易，并在操作和維護活動期間提供了更好的系統接入的好處。從質量上講，可以預期，當設備和系統在船上的空間變得非常密集時，工人進入他們的工作區域會越來越困難，他們的相對生產率也會下降。不必要的高裝備密度的影響是:
該級早期艦艇的設計會受到更多的干擾，導致延遲、返工和成本增加。
該級后期艦船的設計改變導致了更多的干擾，減少了學習曲線的改進。
工作排序更難計劃和安排，增加了計劃和執行工作的時間和成本。
與節約重量的薄鋼板相結合，會產生負面影響變形和變形消除對舾裝策略的影響(易損壞物品、油漆和絕緣材料的延遲安裝)。
需要在安裝之前完成油漆和絕緣的項目延誤。
滲透位置的限制導致管路系統的布置效率低下
【4】基于流程的成本模型
面向產品的設計和建造(PODAC)成本模型是一種成本估算工具，
能夠準確反映在現代船舶生產設施中建造的船舶的成本。他們注意到，PODAC 成本模型中固有的成本估算方法為分析人員提供了對中間產品成本和生產過程的洞察。這使得船舶設計師能夠了解設計方案的成本影響，造船商也能夠了解和評估生產流程和設備變更的成本。
展開 新能源動力船舶是船舶設計新方向
在大幅降低船舶運輸企業運營成本的同時，更重要的是可以減少環境污染，具有非常明顯的社會效益和經濟效益。利用天然氣排放清潔的特點將實現航運船舶節能減排的目標，有力推動我國航運能源消費朝著綠色環保的方向發展。
國際海運組織創造了能效設計指數，如果不達到排放要求基線標準的傳播，可能就要面臨退出營運的危險。應該重點加強支撐船型開發的基礎共性技術和綠色、安全技術研究。由于所在區域對船舶排放要求日益嚴格，丹麥、挪威等北歐國家已經開始使用以LNG為燃料的渡船、滾裝船、海岸警備船、LNG船和平臺供應船。這說明，隨著全球范圍內對氣體排放要求越來越高，石油資源越來越少，節能呼聲越來越大，船東和港口方面的障礙也正逐步被清除。
因此，業內人士認為，一方面，應在船舶設計和建造方面加大創新力度，在主流船型優化和新船型開發中加入低碳概念，推進內河船舶向綠色環保轉變。例如在設計新船時考慮燃氣供應系統的布置，以及氣體燃料發動機的設計，以增強船舶續航能力。另一方面，國內船舶制造商也應積極參與到以LNG為燃料的高技術船舶的承造，用市場迫使自己技術升級，搶占氣體燃料動力船先機。此外，可以依據內河運輸的特性，研究建立船舶節能減排體系和標準，促使水路運輸企業制定能效管理計劃，以推進內河航運向“綠色”轉變。
作為清潔型能源，LNG的應用可以降低氮氧化物和二氧化碳的排放，而且LNG不含有硫和殘留物，也杜絕了硫化物和微小顆拉等其他有害物的排放。從經濟性上而言，經測算，1立方米LN G氣體近似于1到1.1公升(汽、柴)油。目前柴油均價6元/公升，天然氣按照4.5元/立方米計算，如果按照70%的替代率來算，一年大約節省19.23萬元。
但是這種環保的新材料，目前在推廣時卻存在一定的阻礙。首先是由于LNG燃料船的續航能力還較弱。
展開 船舶計算流體力學 (CFD) - 船舶設計與優化的頂尖仿真工具（免費領文檔）
下載我們有關船舶 CFD 仿真的專題報告。
船舶行業習慣于依賴船池比例模型進行船舶性能預測。盡管這種方法仍然有用，但仿真的興起，尤其是計算流體力學 (CFD) 的興起，也帶來了以數字化方式研究船舶行為的機會。這就開創了在真實的運行條件下以全尺寸預測船舶性能的方式。在本項專題報告中，我們將展示挪威船級社 (DNV-GL) 和美國船級社 (ABS) 這樣的行業領軍企業的工程師和船舶設計師如何使用 Simcenter 軟件進行船舶 CFD。
案例研究涉及的主題包括：
流體動力學仿真
空氣動力學分析
推進系統
數值船池
自動設計探索
流體動力學仿真為船池試驗提供了備選方案
在過去的一百多年里，人們一直使用船池來確定流體動力學性能。然而，制作船池模型并進行試驗，不僅成本高昂，而且格外耗時。這就意味著，船池試驗通常在設計周期后期執行。這些試驗用于驗證和調整已經確定的設計，而不是為早期設計選項出謀劃策。
CFD 仿真為船池試驗提供了新型備選方案。工程師們可以使用數值船池的虛擬模型，以數字化方式測試船舶性能。流體動力學仿真的設置和運行快速，因此能夠更早在設計流程中部署。這樣就可以提供工程數據，用于將設計推向不同的、更好的方向，開辟船舶設計創新之路。
專題報告包含多個案例研究，展示 CFD 仿真在各種場合的應用，包括船體的流體動力學優化以及螺旋槳裝置的建模，包括預測空化現象。這些研究顯示了快速進行設計評估的優勢所在，以及船舶可用的多種多物理場模型。
了解如何進行船舶設計優化
要想在船舶能效和創新的競賽中保持領先，工程師需要能夠快速地預測出設計更改對船舶實際性能所造成的影響。設計探索軟件依據用戶定義的要求對各種變型進行快速、自動化的評估，將 CFD 仿真推向新一層級。
展開 全球首艘符合IMO GBS船舶建造檔案標準新造船交付
10月26日，南通中遠海運川崎船舶工程有限公司建造的一艘31.1萬噸油船正式交付。據悉，這是全球首艘符合國際海事組織（IMO）船舶建造檔案標準的新造船舶。
船舶建造檔案是船舶安全運營、維護、檢查和修理以及應急響應需要必不可少的原始技術資料。船東在船舶運營時，只需要向檔案中心請求許可，即可快速獲得相關圖紙文件，操作方便快捷，極大縮短了信息流轉周期，不僅為船東節約了不小的成本，也為船廠、船東和船舶營運公司之間的有效溝通，提供了便捷途徑。
據了解，國際海事組織以2017年7月1日或之后簽約的150米及該尺度以上的油船和散貨船為目標，發布了目標型船舶建造標準（GBS），定義了通過“功能性要求”和“具體要求”而實現船舶高等級安全目標。為確保功能性要求中的設計透明度，國際海上人命安全公約（SOLAS）要求每艘船在其整個生命周期內，必須配有船舶設計和建造的專用資料。這套文件、圖紙和資料被統稱為船舶建造檔案（SCF）。這就要求船廠在新造船舶交付時提供符合IMO GBS標準、內容涵蓋船舶設計和建造信息的檔案資料，保存在船上專屬的檔案中心，以確保船舶整個生命周期內的安全性。
由于目前全球范圍內尚無符合船舶建造檔案標準的產品先例，南通中遠海運川崎在設計這艘油船時，嚴格遵循IMO GBS要求和行業標準，積極研究相關規范、標準，細化規范中的指導性要求，密切與船級社等相關機構磋商，將設計和建造信息轉化為行之有效的可操作文件，形成船舶建造檔案的圖紙清單。
展開 【船舶行業抽獎】精選50+本暢銷書籍，船舶設計人員必不要錯過的羊毛！
船舶行業精選實體書籍”（17選1）
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熱門船舶應用書籍（14選1）
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視頻 | 船舶結構分析：結合模擬和測試數據實現真正的數字孿生
憑借本視頻可以了解如何將測試數據與結構仿真相結合，從而創建經過驗證、可靠且準確的數字孿生，從而幫助預測船舶的結構完整性。
觀看該視頻可以解決以下問題：
如何將船舶結構建模與仿真一體化呢？
如何確保船舶結構的完整性？
結構分析如何在組件和整船結構級別應用于海船設計？
如何通過測試數據確保初始模型可靠？
如何在船舶物理測試過程中克服實際限制？
如何在海上構筑物分析中將模擬和測試結合起來，實現真正的數字孿生？
如何在結構設計工程的背景下使用模擬和測試？
測試在海洋工業結構性能工程中的作用是什么？
如何激勵一艘船？都有哪些激勵力？
不同的激勵力，他會帶來不同的振動模式和共振頻率嗎？
展開 江南造船胡可一：從船舶設計手段變遷，看船舶工業的發展
CASIS 工程
自主開發 CAD/CAM 的先導
中國船舶工業總公司組織了計算機輔助船舶設計集成系統（CASIS）工程的開發。CASIS-Ⅰ期工程所取得的最有實用價值的成果是基于PC平臺的管系放樣PCPS系統，它的應用使管系放樣計算機化。
80年代末，中船總又組織進行目標為船機電一體化的CASIS-Ⅱ期工程的開發，引進了當時較為先進的圖形工作站和基礎CAD系統平臺。現在回想起來，由于當時參與開發的骨干是船舶設計專業人員，因此，在系統設計的理念上還是相當貼近船舶設計實際的。經過多年的努力，該系統在1994年通過了評審，初步完成了CASIS-Ⅱ期工程預定目標。但由于采用高級語言編制的接口程序運行效率較低，CASIS-Ⅱ期工程僅有部分成果在實船設計中得到應用，并未形成真正實用的設計集成系統。但不可否認，CASIS工程的實施開創了自主開發船舶設計 CAD/CAM 的先河。在幾乎在同期，中船總下屬的六一一所也在 Apollo 工作站上開發了DFS二維CAD系統，艙室設計人員以此系統為平臺開發了艙室布置系統，在一些船廠設計建造船舶的艙室設計方面得到了廣泛地應用。由于當時參與系統設計的人里有經驗豐富的設計人員，艙室設計系統的開發設計理念即便到現在還是有不少可圈可點之處的。
Tribon
船舶設計手段進入了一個新時代
1995年，船廠從KCS公司引進了KCS船舶設計軟件和20套MARS物資管理軟件，并于當年派遣了技術人員前往瑞典馬爾默的KCS公司總部參加應用性培訓。
展開 
船舶設計：如何設計一艘電動船？
制造商隨后可以努力交付盡可能接近設計要求的電機。只要制造商確定設計符合規格要求，那么實際電機設計特性就可以與工程團隊共享。將準確的供應商數據輸入仿真模型之后，工程師可以迅速確認所提供的電機是否滿足性能要求。
要在盡可能短的時間內盡量設計出理想船只，軟件集成是關鍵所在。借助集成式工具集，工程師可以優化團隊協同，盡可能地降低錯誤風險并提高工作效率。西門子提供的工具集可供工程師們從初始概念創建未來船舶，最終完成船舶交付。Simcenter? 軟件產品組合將先前相互孤立的工程學科整合到一個連貫的仿真環境之中。此軟件以仿真驅動型方法對傳統設計方法構成挑戰，讓工程師們對于創新設計能夠按照要求運行滿懷信心。Simcenter? 是 Siemens DigitalIndustries Software 旗下綜合性、集成式軟件和服務 Xcelerator 產品組合的一部分。
-End-
?來源：金屬加工 ?責任編輯：徐裴裴
展開 讀書筆記：船舶設計優化與模塊化設計
通過使用有關組件交互的先進技術知識，可以將產品視為組件的組裝，并且每個組件設計為在指定和標準化參數內“接近最優”。模塊化方法簡化了設計和開發過程，因此可以在制造公司之間進行明確的分工。
這允許為產品設計一個集成的、靈活的制造計劃。模塊化設計架構更適合開發由標準化、規范和功能參數設計驅動的產品的
可變組合。由于具有模塊化設計的產品確實允許制造公司通過升級或添加不同的模塊來更改產品，而無需更改其余部分（即基本設計）或實施最小的配置更改；
并因此將任何更改“隔離”到有限的域中。
但是，模塊化設計比整體設計更難設計
，因為設計師需要更深入地了解產品的“內部工作原理”，
以便劃分和解耦設計任務
；從技術上講，模塊化設計意味著在各種相關和獨立的設計參數之間的關系進行明確的界定。
在船舶設計中，參數是根據從
成功設計中獲得的歷史數據中汲取的經驗來估計的。盡管可以在兩個設計之間進行插值，但應避免在輸入（可從過去的歷史數據中獲得）設計范圍之外的任何外推。此外，船舶將首先根據某些技術特征進行匹配。如果這些技術特征匹配或在很小的變化范圍內，則可以比較設計并插入數據。
這些技術特點可用于構建高效的知識庫，實現設計的模塊化和標準化。
這促使迫切需要專門的方法來支持信息傳播并促進研究和開發環境中數據的流動交換，該環境將控制船舶的尺寸、速度以及運輸能力。該領域的挑戰是：
開發新的方法，從以前的設計中提取設計和生產信息，并在新的設計和生產方案中智能地使用它們。
其中需要注意的是，對主要設計變量的任何更改都可能導致其他變量的更改，反之亦然。優化過程中所有主要系統的結合增加了設計選項的復雜性。
我個人認為，確實模塊化有弊端，但我們已知的弊端中往往是圍繞一個模塊化的實物對象，它固化，刻板，無法變通，阻礙創新。
展開 讀書筆記：面向前期設計的船舶數字化設計
【3】概念設計
概念設計不僅從壽命成本的角度來看是至關重要的，而且因為它們可以用來確定候選船舶在所需任務或運輸任務方面的效率。因此，一個合適的概念設計程序需要很好地理解和整合三個領域，即造船、經濟學和設計評估和評估的決策技術。
概念設計模型的關鍵目標是綜合一切相關參數，
并允許有效集成所有的船舶描述符。
對備選設計的多重評價必須基于對廣泛而非冗余屬性集的控制，也取決于這些屬性在設計實踐中的主觀和客觀相關性。
更重要的是，在決策階段，不同參與者(船東的技術人員、船廠的專家)之間必須建立全面合作。
對創新概念船設計策略的實質性期望如下:
?在組織設計活動時提供更高程度的合理性;
?提高性能，降低設計成本;
?提供關于設計特征交互方式的見解;
?減少設計風險區域;
?應用多準則決策工具。
至于概念設計階段所涉及的時間和金錢，與整個設計的成本相比，它們的數額基本上可以忽略不計。
然而，決定一艘船是否成功的最關鍵的決定是在概念設計階段做出的，這時必須考慮到所有可能的解決方案。船的大小，速度，耐力，成本和其他經濟特征應該決定。許多控制因素，如主要尺寸和幾何系數、動力、輕船重量、有效載荷、載重、耐波性等，預計并不會在船舶的后續設計階段發生重大變化。
一般來說，概念船設計包括兩個階段，即：生成設計方案的階段和決策制定階段，其中候選方案之一最終被選為“最佳可能”方案。這就帶來了在不確定性下設計的問題，并表明需要一個以上的標準來衡量質量。最小化單個屬性（例如，要求的運費率），通常會找到它的最小值;然而，將有許多其他設計接近于在其他重要屬性（例如，速度、成本、耐波性等）沒有經過優化。很明顯，多準則方法提供了更多的洞察設計特點。
展開 船舶設計軟件Bentley Maxsurf：初步船體設計軟件
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軟件功能
評估船舶合規性
使用集成的分析工具，確保遵循國際穩定性標準并平衡各項船舶性能要求。執行各種分析，其中包括完整性和破損穩定性、動力和阻力計算、船體運動預測和結構應力分析。
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通過使用向導和交互式草圖工具，為任何類型的船舶創建復雜的三維船體外型。借助易于使用的工具對模型做出經測量的更改，系統地探索設計備選方案。應用轉換，提高初始船體設計過程的生產率。
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